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本文以多级串联人工湿地为研究对象，通过中试研究，对人工湿地的运行参数进行了优化，并对主要污染物的净化机理进行了初步的分析和探讨，以期为提高人工湿地的运行管理水平，优化人工湿地工程系统的设计，进而推广该类型湿地技术的应用，提供技术参考和工程经验。通过湿地系统水力负荷（HLR）运行参数优化研究得出：1.水力负荷是6cm/d时，人工湿地系统对主要污染物指标化学需氧量（CODcr）、氨氮（NH4+-N）、总氮（TN）、总磷（TP）的平均去除率分别为69.1%、91.9%、50.5%、56.5%；2.水力负荷是12cm/d时，人工湿地系统对CODcr、NH4+-N、TN、TP的平均去除率分别为50.8%、76.7%、46.3%、46.3%；3.水力负荷是24cm/d时，人工湿地系统对CODcr、NH4+-N、TN、TP的平均去除率分别为60.2%、75.7%、38.0%、40.4%；4.水力负荷是36cm/d时，人工湿地系统对CODcr、NH4+-N、TN、TP的平均去除率分别为49.8%、65.4%、33.4%、28.8%。综合考虑，本人工湿地系统最佳水力负荷为6cm/d。通过湿地系统水力停留时间（HRT）运行参数优化研究得出：1.水力停留时间是2.5d时，人工湿地系统对CODcr、NH4+-N、TN、TP的平均去除率分别为70.0%、67.0%、52.8%、47.5%；2.水力停留时间是2d时，人工湿地系统对CODcr、NH4+-N、TN、TP的平均去除率分别为87.4%、92.5%、58.5%、43.0%；3.水力停留时间是1d时，人工湿地系统对CODcr、NH4+-N、TN、TP的平均去除率分别为61.0%、81.6%、56.1%、37.9%；4.水力停留时间是0.5d时，人工湿地系统对CODcr、NH4+-N、TN、TP的平均去除率分别为53.4%、80.9%、51.0%、28.0%。综上可知，水力停留时间2.5d和2d对TN的去除效果最好，且差异不显著（P＞0.05），水力停留时间2d对CODcr、NH4+-N、TP的去除效果最好。综合考虑，本人工湿地系统最佳水力停留时间为2d。通过湿地系统有机物去除机理研究得出：1.水平向沿程各有机污染物平均浓度呈现逐级递减变化趋势，由沿程各污染物去除率的变化可知潜流湿地（湿地单元E）在有机污染物去除中贡献最大；2.各污染物的进水污染负荷是影响各自污染物去除率的一重要因素；3.数据分析发现NH4+-N的进水污染负荷与其去除率极显著正相关，COD、TN的进水污染负荷与其去除率显著正相关，NH4+-N/TN比值与TN的去除率相关性不显著，TP的进水污染负荷与其去除率相关性不显著；4.从氮、磷去除途径分析可知，基质（土壤）在湿地氮、磷去除中贡献很大，分别占51.84%和76.30%，其次植物分别占17.30%和21.78%，且氮、磷的去除途径主要是基质的截留吸附和微生物吸收，但植物吸收的作用也不可忽视；5.由氮去除途径分析推测，影响氮去除的其他重要因素（污水的pH值和硝化反硝化作用）贡献率占30.87%。